上海伯镭智能科技有限公司叶勇获国家专利权
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龙图腾网获悉上海伯镭智能科技有限公司申请的专利一种冗余转向系统及无人驾驶矿卡获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN118343202B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-04-29发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202410693349.1,技术领域涉及:B62D5/04;该发明授权一种冗余转向系统及无人驾驶矿卡是由叶勇;杨扬;胡心怡设计研发完成,并于2024-05-31向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种冗余转向系统及无人驾驶矿卡在说明书摘要公布了:本发明涉及一种冗余转向系统及无人驾驶矿卡,属于转向系统领域,解决了冗余转向系统并没有实现完全冗余的问题。包括上位机、底盘域控制器、冗余电动转向机、冗余全液压转向机、转向前桥、压力传感器、左转角传感器以及右转角传感器组成;上位机将转向控制指令发送给底盘域控制器,底盘域控制器根据当前整车实际状态将转向控制指令发给冗余电动转向机并同时控制冗余全液压转向机工作,冗余电动转向机驱动全液压转向机带动车轮转动,压力传感器、左转角传感器以及右转角传感器同时将当前转向压力和实际车轮转角反馈给底盘域控制器。通过全系统的冗余设计,转向系统在任何情况下都可以满足自动驾驶要求,提高了矿卡自动驾驶的稳定性和可靠性。
本发明授权一种冗余转向系统及无人驾驶矿卡在权利要求书中公布了:1.一种冗余转向系统,其特征在于,所述系统包括上位机、底盘域控制器、冗余电动转向机、冗余全液压转向机、转向前桥、压力传感器、左转角传感器以及右转角传感器组成;工作时,上位机将转向控制指令发送给底盘域控制器,底盘域控制器根据当前整车实际状态将转向控制指令发给冗余电动转向机并同时控制冗余全液压转向机工作,冗余电动转向机驱动全液压转向机带动车轮转动,压力传感器、左转角传感器以及右转角传感器同时将当前转向压力和实际车轮转角反馈给底盘域控制器;当车轮实际转角达到目标车轮转角时,冗余电动转向机停止输出;所述冗余电动转向机包含两个电动转向机,冗余全液压转向机包含两个全液压转向机,当判定转向系统故障时,使用另一个电动转向机或者全液压转向机工作;所述冗余电动转向机和冗余全液压转向机通过机械连接,冗余全液压转向机和转向前桥通过机械连接,压力传感器安装在冗余全液压转向机和转向前桥之间的液压回路中,转向前桥直接驱动车轮转动;所述上位机是无人驾驶控制器,上位机、底盘域控制器、冗余电动转向机、压力传感器和左右转角传感器电性连接;所述冗余电动转向机具备电源冗余、CAN总线冗余、转角传感器冗余和电动转向机冗余;当人工驾驶时,冗余电动转向机进行助力转向;当自动驾驶时,冗余电动转向机进行线控转向,响应自动驾驶的转向控制指令;所述冗余电动转向机内部包含两个电机控制器和两个电机,组成两套电动转向机;所述冗余电动转向机具备两路独立的电源,两路所述电源互相独立、分别接入到冗余电动转向机中的两套电动转向机;所述冗余电动转向机具备两路独立的CAN总线,两路所述CAN总线互相独立、分别接入到冗余电动转向机中的两套电动转向机;所述冗余电动转向机具备两路独立的转角传感器,两路所述转角传感器分别接入到底盘域控制器,底盘域控制器将检测到的车轮实际转角发给冗余电动转向机;所述冗余全液压转向机由两套全液压转向机、电磁阀和管路件组成,其中电磁阀由底盘域控制器控制,用于切换两套全液压转向机工作;正常工况下,其中一个全液压转向机工作;当底盘域控制器检测到转向异常时,给电磁阀通电,电磁阀切换使得另一个全液压转向机工作,确保转向正常;判定转向系统故障的步骤,具体包括:通过上位机发送的目标车轮转角和当前转角传感器检测到的实际车轮转角来判断转向系统是否异常;判定转向系统故障的步骤还包括:通过检测转向系统压力判断系统是否故障,基于ΔP=P1-P0和Δθ1=θ-θ0曲线确定M值,M是实际检测的ΔP’和Δθ1’值与所述ΔP=P1-P0和Δθ1=θ-θ0曲线的偏离值,当M达到一定阈值时,转向系统存在故障风险;根据Δθ和M做加权计算,判断转向系统是否故障;包括:基于q=αΔθ+βM,当q大于设定的阈值时,确定转向系统故障;其中,P0是控制指令发出时车轮的初始实际转向压力;P1是指令结束时实际的车轮转向压力;ΔP是控制结束时实际车轮转向压力的差值;Δθ1是目标车轮转角和控制指令发出时车轮的初始转角的差值;q是转向系统故障概率,α是Δθ加权系数,β是M加权系数;两套电动转向机分别为第一电动转向机和第二电动转向机,两个全液压转向机分别为第一全液压转向机和第二全液压转向机;当转向系统故障,第一电动转向机或者第二电动转向机,则判定第一全液压转向机故障,底盘域控制器切换到第二全液压转向机工作;当转向系统故障,第一电动转向机故障,底盘域控制器控制第二电动转向机工作;当转向系统故障,冗余电动转向机正常工作,则可能第一全液压转向机故障,底盘域控制器切换到第二全液压转向机工作后,还是判断转向系统故障,则冗余电动转向机故障。
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